《食品分析》教案-第二章 食品樣品的采集與處理

PAGEPAGE11《食品分析》教案（第4次課2學時）一、授課題目第二章食品樣品的采集與處理第一節(jié)樣品的采集第二節(jié)樣品的預處理第三節(jié)分析方法的選擇二、教學目的和要求學習本次內(nèi)容，要求學生了解食品樣品分析的程序，掌握食品樣品采集與處理的方法，能夠針對具體的食品樣品選擇正確的樣品采集與處理方法。三、教學重點和難點重點：1、食品樣品分析的程序2、采樣、檢樣、原始樣品、平均樣品。3、什么是隨機抽樣？4、四分法？5、樣品如何保存？6、樣品的6種預處理方法？難點：什么是隨機抽樣？四、主要參考資料1、穆華榮、于淑萍主編，食品分析.北京：化學工業(yè)出版社，20042、周光理主編，食品分析與檢驗技術(shù)，北京：化學工業(yè)出版社，20063、楊月欣主編，實用食物營養(yǎng)成分分心手冊（第二版），北京：中國輕工業(yè)出版社，20074、曲祖乙、劉靖主編，食品分析與檢驗.北京：中國環(huán)境科學出版社，2006五、教學過程1、學時分配：2學時2、輔導手段：課間、課后答疑3、教學辦法：講授4、板書設(shè)計:(見上頁)5、教學內(nèi)容第二章食品樣品的采集與處理食品分析的對象包括各種原材料、農(nóng)副產(chǎn)品、半成品、各種添加劑、輔料及產(chǎn)品。種類繁多，成分復雜，來源不一，分析的目的，項目和要求也不盡相同，但無論哪種對象，都要按一個共同程序進行一般為：樣品的采集→制備和保存→樣品的預處理→成分分析→數(shù)據(jù)記錄，整理→分析報告的撰寫?！?樣品的采集（一）樣品的采集采樣——在大量產(chǎn)品（分析對象中）抽取有一定代表性樣品，供分析化驗用，這項工作叫采樣。正確采樣的意義。盡管一系列檢驗工作非常精密、準確，但如果采取的樣品不足以代表全部物料的組成成分，則其檢驗結(jié)果也將毫無價值，甚至得出錯誤結(jié)論，造成重大經(jīng)濟損失以至誤傷人命，釀成大禍。正確采樣的原則（1）采集的樣品要均勻、有代表性，能反映全部被檢食品的組成、質(zhì)量和衛(wèi)生狀況。（2）采樣方法要與分析目的一致。（3）采樣過程要設(shè)法保持原有的理化指標，防止成分逸散（如水分、氣味、揮發(fā)性酸等）。（4）防止帶入雜質(zhì)或污染。（5）采樣方法要盡量簡單，處理裝置尺寸適當。（二）樣品的分類檢樣：由整批食物的各個部分采取的少量樣品，稱為檢樣。檢樣的量按產(chǎn)品標準的規(guī)定。原始樣品——把許多份檢樣綜合在一起稱為原始樣品。平均樣品——原始樣品經(jīng)過處理再抽取其中一部分作檢驗用者稱為平均樣品。應(yīng)一式三份,分別供檢驗、復驗及備查使用。每份樣品數(shù)量一般不少于0.5公斤（三）采樣的一般方法1、隨機抽樣：均衡地、不加選擇地從全部產(chǎn)品的各個部分取樣。注：隨機≠隨意。隨機——要保證所有物料各個部分被抽到的可能性均等。具體作法：（1）擲骰子—簡便易行，適于生產(chǎn)現(xiàn)場用。（2）用隨機表。見P323附表1。（3）用計算器、計算機。（4）用抽獎機。2、代表性抽樣：可按不同生產(chǎn)日期也可在流水線上按一定的時間間隔抽樣按分析的目的取樣如：粘稠不好混勻的液體，從包裝內(nèi)上、中、下分別取樣。蔬菜的營養(yǎng)成分（全菜）要從莖、枝、葉分別取，粉碎后，混勻。測魚頭部分的成分就只取魚頭?？傊鶕?jù)測定的目的而定采樣方法。（四）、樣品的制備樣品的制備——指對樣品的粉碎、混勻、縮分等過程。方法：四分法樣品的制備方法因產(chǎn)品類型不同而異液體、漿體或懸浮液體搖勻，充分攪拌。互不相溶的液體（如油與水的混合物）先分離，再分別取樣。固體樣品切細、粉碎、搗碎、研磨等。罐頭除核、去骨、去調(diào)味品、搗碎。（五）、樣品保存采取的樣品應(yīng)在短時間內(nèi)分析，否則應(yīng)妥善保管。放在密閉、潔凈容器內(nèi)，置于陰暗處保存。易腐敗變質(zhì)的放在0—5℃特殊情況下，可加入不影響分析結(jié)果的防腐劑或冷凍干燥保存。§2樣品的預處理目的：1、測定前排除干擾組分；2、對樣品進行濃縮。方法：主要有6種。原則：①消除干擾因素；②完整保留被測組分；以便獲得可靠的分析結(jié)果。③使被測組分濃縮；（一）、有機物破壞法測定食品中無機成分的含量，需要在測定前破壞有機結(jié)合體，如蛋白質(zhì)等。操作方法分為干法和濕法兩大類。1、干法灰化原理：將樣品至于電爐上加熱，使其中的有機物脫水、炭化、分解、氧化，再置高溫爐中灼燒灰化，直至殘灰為白色或灰色為止，所得殘渣即為無機成分。優(yōu)點：①此法基本不加或加入很少的試劑，故空白值低。②因灰分體積很小，因而可處理較多的樣品，可富集被測組分。③有機物分解徹底，操作簡單。缺點：①所需時間長。②因溫度高易造成易揮發(fā)元素的損失。③坩堝對被測組分有吸留作用，使測定結(jié)果和回收率降低。2.濕法消化原理：樣品中加入強氧化劑，并加熱消煮，使樣品中的有機物質(zhì)完全分解、氧化，呈氣態(tài)逸出，待測組分轉(zhuǎn)化為無機物狀態(tài)存在于消化液中。常用的強氧化劑有濃硝酸、濃硫酸、高氯酸、高錳酸鉀、過氧化氫等。優(yōu)點：（1）有機物分解速度快，所需時間短。（2）由于加熱溫度低，可減少金屬揮發(fā)逸散的損失。缺點：（1）產(chǎn)生有害氣體。（2）初期易產(chǎn)生大量泡沫外溢。（3）試劑用量大，空白值偏高。3.紫外光分解法高壓汞燈提供紫外光。85±5℃4.微波消解法樣品消化采用密閉微波消解系統(tǒng)（MDS－2002A型）。微波消解目前已成為測定微量元素最好的消化方法，通過微波爐快速加熱與密閉容器結(jié)合使用，使消解樣品的時間大為縮短。同其他消化方法相比，具有試劑用量少，空白值低，酸揮發(fā)損失少，消化更完全、更易于實現(xiàn)自動化控制等優(yōu)點。其它方法：1.高壓密封消化法——120～150℃2.自動回流消化儀，在第9章介紹。（二）、蒸餾法利用液體混合物中各種組分揮發(fā)度的不同而將其分離。常壓蒸餾蒸減壓蒸餾餾水蒸氣蒸餾食品分析中常用前4種。方掃集共蒸餾法共沸蒸餾萃取精餾精餾1、常壓蒸餾適用對象：常壓下受熱不分解或沸點不太高的物質(zhì)。蒸餾釜：平底、圓底冷凝管：直管、球型、蛇型注意：1.爆沸現(xiàn)象。（沸石、玻璃珠、毛細管、素瓷片）2.溫度計插放位置。3.磨口裝置涂油脂。2減壓蒸餾適用對象：常壓下受熱易分解或沸點太高的物質(zhì)。原理：物質(zhì)的沸點隨其液面上的壓強增高而增高。減壓蒸餾裝置：1.水抽子（水噴射泵）2.安全瓶3.蒸餾瓶中一長管通入液下4.停機時，先移開熱源，慢慢放入空氣再撤真空，3、水蒸汽蒸餾適用于沸點較高，易炭化，易分解物質(zhì)。水蒸汽蒸餾是用水蒸汽加熱混合液體，使具有一定揮發(fā)度的被測組分與水蒸汽分壓成比例地自溶液中一起蒸餾出來。水蒸汽蒸餾裝置見上圖。4、掃集共蒸餾Theclean-upmethodtermedsweepco-distillation一種專用設(shè)備，管式蒸餾器后接冷凝裝置與微型層析柱。多用于測食品中殘存農(nóng)藥的含量。特點：需樣量少，用注射器加料，節(jié)省溶劑，速度快，自動化式5—6秒測一個樣，有20條凈化管道。裝置圖見上圖。（三）、溶劑抽提法利用混合物中各種組分在某種溶劑中溶解度的不同而是混合物分離的方法。浸提法溶劑萃?。↙IE）超臨界萃?。⊿CFE）（SFE）溶劑抽提法固相萃?。⊿PE）微波萃?。∕AE）超聲波萃?。║E）1、浸提法（從固體中萃取有效成分）用適當?shù)娜軇⒐腆w樣品中某種待測成分浸提出來，又稱“液——固萃取法”。提取劑的選擇：由相似相溶原理選擇選溶劑沸點在45～80℃之間的，低，易揮發(fā)；高，不易提純，濃縮，溶劑與提取物不好分離。選穩(wěn)定性好的溶劑。2、溶劑萃取法（溶劑分層、液液萃取、抽提）（1）、原理：用一種溶劑把樣品溶液中的一種組分萃取出來，這種組分在原溶液中的溶解度小于在新溶劑中的溶解度，即分配系數(shù)不同。用于原溶液中各組分沸點非常相近或形成了共沸物，無法用一般蒸餾法分離的物質(zhì)。新溶劑——萃取劑（新溶劑+被溶解組分）——萃取相比重（原溶液+被溶解組分）——萃余相不同（2）、方法：工業(yè)上用萃取塔實驗室用分液漏斗（3）、關(guān)于萃取劑的選擇：萃取劑與原溶劑不互溶且比重不同。萃取劑與被測組分的溶解度要大于組分在原溶劑中的溶解度。對其它組分溶解度很小。萃取相經(jīng)蒸餾可使萃取劑與被測組分分開，有時萃取相整體就是產(chǎn)品。（4）、溶劑萃取法特點

優(yōu)點：操作迅速、分離效果好、應(yīng)用廣泛。缺點：萃取劑往往易燃、易揮發(fā)、有毒。4、超臨界萃?。⊿FE）利用超臨界流體SCF作為溶劑，用來有選擇性地溶解液體或固體混合物中的溶質(zhì)。對溶質(zhì)的溶解度大大增加。超臨界流體——流體的溫度、壓力處于臨界狀態(tài)以上。常用CO2作為超臨界流體（臨界溫度為31.05℃，臨界壓力7.37Mpa）,（四）、色層分離法（色譜分離、色層分析、層析、層離法）色層分析——使多種組分混合物在不同的載體上進行分離。1906年，俄國植物學家茨威特分離植物葉綠體中色素而得名，玻璃管中裝CaCO3,石油醚溶解植物葉綠體倒入管內(nèi)，再用石油醚做淋洗劑，結(jié)果，柱子中被分成幾個不同顏色的譜帶。兩相物質(zhì)：固定相流動相樣品要制備成液體或氣體。按固定相材料及使用形式分類柱色譜——固定相裝在色譜柱中紙色譜——層析濾紙為支持劑，濾紙上結(jié)合水為固定相。薄層色譜（TLC）——將固定相粉末制成薄層。氣相色譜（GC）——流動相為氣體。液相色譜（HPLC）——流動相為液體。按不同的分離原理分：吸附層析分配層析離子交換層析凝膠層析1、吸附色譜——利用吸附劑對不同組分的物理吸附性能的差異進行分離。吸附力相差越大分離效果越好。固定相——固體吸附劑流動相——氣體或液體2、分配色譜——利用不同組分在兩相中的不同分配系數(shù)來進行分離。（溶解度的不同）固定相——固體支持劑（擔體）+固定液流動相——氣體或液體（與固定相不相溶）紙層析：紙是支持劑，結(jié)合水為固定相，溶劑作為流動相。3、離子交換色譜法——利用各組分與離子交換樹脂的親和力的不同來分離。陽離子交換：R—H+M+X-R—M+HX陰離子交換：R—OH+M+X-R—X+MOH（五）、化學分離法1、磺化法和皂化法用來除去樣品中脂肪或處理油脂中其它成分，使本來憎水性油脂變成親水性化合物，從樣品中分離出去。（1）、硫酸磺化法（磺化法）用濃硫酸處理樣品，引進典型的極性官能團SO3使脂肪、色素、蠟質(zhì)等干擾物質(zhì)變成極性較大，能溶于水和酸的化合物，與那些溶于有機溶劑的待測成分分開。主要用于有機氯農(nóng)藥殘留物的測定。（2）、皂化法原理：酯+堿→酸或脂肪酸鹽+醇用于白酒中總酯的測定，用過量的NaOH將酯皂化掉，過量的堿再用酸滴定，最后由用堿量來計算總酯。用于植物油的皂化價的測定。（皂化價高示含游離脂肪酸量大。）常用堿為NaOH或KOH，NaOH直接用水配制，而KOH易溶于乙醇溶液。2、沉淀分離法利用沉淀反應(yīng)進行分離。在試樣中加入適當?shù)某恋韯?，使被測組分沉淀下來或?qū)⒏蓴_組分沉淀下來，再經(jīng)過濾或離心把沉淀和母液分開。常用的沉淀劑：堿性硫酸銅、堿性醋酸鉛等。例如，測冷飲中糖精鈉含量時，，加入堿性硫酸銅，將蛋白質(zhì)及其它干擾物、雜質(zhì)沉淀出來，而糖精鈉留在試液中，取濾液進行分析。3、掩蔽法向樣品中加入一種掩蔽劑使干擾成分仍在溶液中，而失去了干擾作用，多用于絡(luò)合滴定中。（六）、濃縮為了提高待測組分的濃度，常對樣品提取液進行濃縮。1、常壓濃縮待測組分不易揮發(fā)，可用蒸發(fā)皿直接加熱濃縮，也可用蒸餾裝置等。2、減壓濃縮適用對易揮發(fā)、熱不穩(wěn)定性組分的濃縮。常用K—D濃縮器、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器等，水浴加熱并抽氣減壓，濃縮速度快，被測組分損失少?！?分析方法的選擇（一）、正確選擇分析方法的重要性選擇正確的分析方法是保證分析結(jié)果準確的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。（二）、選擇分析方法應(yīng)考慮的因素1、要根據(jù)分析要求的準確度和精密度來選。2、要考慮分析方法的繁簡和速度。3、考慮樣品的特性。4、現(xiàn)有條件。六、作業(yè)1、為什么要對樣品進行預處理？選擇預處理方法的原則是什么